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Purification des protéines

Purification des protéines

De nombreuses techniques de purification des protéines sont couramment utilisées en recherche biologique et biomédicale. Les procédures d'expression et de purification des protéines recombinantes dépendent de nombreuses variables. Ces dernières incluent, entre autres, les propriétés physiques et la fonction biologique de la protéine, ainsi que l'origine bactérienne ou eucaryote de la lignée cellulaire utilisée pour exprimer la protéine d'intérêt. D'importants progrès ont été réalisés dans le domaine des techniques d'expression et de purification des protéines recombinantes ; ils se sont accompagnés de la commercialisation d'une multitude de systèmes et de kits. Cependant, les protéines sont des macromolécules complexes et les meilleures stratégies d'expression et de purification doivent être déterminées de manière empirique.


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Facteurs déterminants pour la purification des protéines

La structure et la fonction des protéines constituent souvent des facteurs déterminants qui doivent être pris en compte lors du choix d'une stratégie de purification. L'activité biochimique ou biologique d'une protéine recombinante est en partie déterminée par des domaines discrets au sein de la protéine, qui reposent souvent sur son repliement en structures secondaires, tertiaires et quaternaires.

Le terme générique utilisé pour désigner le repliement des protéines est "structure d'ordre supérieur". Ce repliement est crucial pour la forme tridimensionnelle et la fonction normales des protéines. De plus, la solubilité des protéines est une propriété hautement souhaitable pour faciliter leur purification. Elle est influencée par de nombreux facteurs, comme la taille et les éléments N-terminaux et C-terminaux. Les protéines recombinantes intègrent souvent de petites séquences ou "étiquettes" N-terminales et C-terminales qui permettent de détecter et de purifier les protéines par immunohistochimie ou par chromatographie d'affinité, selon l'étiquette utilisée et l'application envisagée en aval.

Techniques et applications de purification des protéines

Que l'objectif soit d'étudier la fonction d'une protéine ou de transposer la purification des protéines à l'échelle supérieure selon des stratégies de production de produits biologiques ou pharmaceutiques à l'échelle industrielle, il existe un grand nombre de techniques, de réactifs et d'outils de purification des protéines. La technique de purification choisie déterminera en partie la procédure de préparation des échantillons. La chromatographie d'affinité est une première étape appropriée pour la purification des protéines recombinantes solubilisées qui contiennent les étiquettes requises, bien que des protéines "parasites" risquent également de se lier à la résine d'affinité de la colonne, et donc, de se retrouver dans l'éluat final avec la protéine d'intérêt. Lorsqu'une purification supplémentaire est nécessaire, les stratégies complémentaires utilisées incluent la chromatographie d'exclusion stérique et la chromatographie d'échange d'ions. Il est important de noter que de nombreuses étiquettes d'affinité peuvent être éliminées lorsque les chercheurs souhaitent éviter que des séquences non natives se retrouvent dans la protéine purifiée finale.